USV für Unternehmen: Welche Geräte bei Stromausfall abgesichert werden sollten

Was bringt eine USV bei einem Stromausfall?

Der Strom fällt für wenige Sekunden aus, im Büro gehen die Lampen aus und kurze Zeit später wieder an. Für viele elektrische Geräte ist das kaum mehr als eine Unterbrechung, während Server, Datenspeicher, Firewall und zentrale Netzwerkkomponenten vollständig neu starten und dabei im ungünstigsten Fall gerade laufende Schreibvorgänge abbrechen.

Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, kurz USV, überbrückt solche kurzen Ausfälle mit einer Batterie und versorgt angeschlossene Geräte weiter, obwohl aus der Steckdose vorübergehend keine Energie kommt. Bei einer längeren Unterbrechung kann sie außerdem dafür sorgen, dass Server kontrolliert heruntergefahren werden, bevor die Batterie vollständig erschöpft ist.

Damit ist eine USV kein Ersatzstromaggregat, das ein Unternehmen stundenlang weiterbetreibt. Ihre wichtigste Aufgabe besteht häufig darin, kurze Störungen unsichtbar zu machen und bei längeren Ausfällen genügend Zeit für einen geordneten Übergang zu schaffen.

Welche Geräte an eine USV gehören, sollte deshalb nicht allein nach deren Stromverbrauch entschieden werden, sondern danach, welche Folgen ein plötzliches Abschalten für den Betrieb hätte.

Der Server ist nur ein Teil der notwendigen Kette

Bei der Planung wird häufig zuerst an den Server gedacht, weil dort zentrale Anwendungen und Daten liegen. Das ist nachvollziehbar, reicht aber nicht immer aus.

Ein Server, der während eines Stromausfalls weiterläuft, hilft beispielsweise wenig, wenn der zentrale Switch bereits ausgeschaltet ist und deshalb kein Mitarbeiter mehr auf das System zugreifen kann. Dasselbe gilt für die Firewall, wenn wichtige Cloud-Dienste, Standortverbindungen oder VoIP-Telefonie weiter funktionieren sollen.

Deshalb sollte die komplette technische Kette betrachtet werden.

Je nach Unternehmen können dazu Server, Datenspeicher, zentrale Switches, Firewall, Router, Modem, WLAN-Infrastruktur und bestimmte Komponenten der Telefonanlage gehören.

Welche Systeme tatsächlich abgesichert werden müssen, hängt davon ab, was während eines kurzen Stromausfalls weiter funktionieren soll und welche Geräte für einen kontrollierten Wiederanlauf notwendig sind.

Die Überlegung ähnelt der Suche nach Single Points of Failure in der IT, denn auch bei der Stromversorgung kann eine einzelne nicht abgesicherte Komponente sämtliche anderen Vorsorgemaßnahmen wirkungslos machen.

Eine USV soll nicht zwangsläufig den ganzen Betrieb weiterführen

Bei der Auswahl entsteht leicht die Vorstellung, eine möglichst große USV müsse sämtliche IT über einen langen Zeitraum versorgen. Für viele kleine Unternehmen wäre das unnötig teuer und technisch kaum sinnvoll.

Wenn Strom im gesamten Gebäude für mehrere Stunden fehlt, stehen möglicherweise ohnehin Beleuchtung, Maschinen, Klimatisierung und andere betriebliche Einrichtungen still. Ein Server, der währenddessen noch drei Stunden weiterläuft, bringt dann nur begrenzten Nutzen.

In solchen Umgebungen besteht die Aufgabe der USV vor allem darin, kurze Unterbrechungen und Spannungseinbrüche zu überbrücken und bei längeren Ausfällen ein kontrolliertes Abschalten zu ermöglichen.

Anders kann die Situation bei Netzwerk und Kommunikation aussehen. Firewall, Internetrouter, Telefonanlage und zentrale Switches benötigen vergleichsweise wenig Leistung und können mit einer passenden USV oft deutlich länger betrieben werden.

Dadurch bleiben beispielsweise Internetzugang, Telefonie oder bestimmte Cloud-Anwendungen während eines kurzen lokalen Stromproblems verfügbar, sofern die übrige Infrastruktur ebenfalls weiterarbeiten kann.

Die benötigte Laufzeit sollte deshalb aus einem konkreten Szenario entstehen und nicht aus dem allgemeinen Wunsch, möglichst viele Minuten auf dem Datenblatt zu erreichen.

Ein kontrolliertes Herunterfahren ist mindestens genauso wichtig wie die Batterie

Eine USV erfüllt ihren Zweck nur teilweise, wenn sie bei einem Stromausfall zehn Minuten Energie liefert und anschließend der Server genauso abrupt ausgeht wie ohne USV.

Bei wichtigen Servern und Datenspeichern sollte deshalb eine Kommunikation zwischen USV und den angeschlossenen Systemen eingerichtet werden.

Die USV erkennt den Stromausfall und kann nach einer festgelegten Zeit oder bei einem bestimmten Batteriestand das kontrollierte Herunterfahren auslösen. Dadurch erhalten Betriebssystem, Datenbanken und Anwendungen Gelegenheit, laufende Vorgänge sauber zu beenden.

In einer virtualisierten Umgebung muss außerdem berücksichtigt werden, dass mehrere virtuelle Server auf demselben physischen Host laufen können. Dort ist gegebenenfalls eine definierte Reihenfolge sinnvoll, in der Dienste und virtuelle Maschinen heruntergefahren werden.

Die gleiche Überlegung gilt für den späteren Wiederanlauf. Wenn der Strom nur wenige Sekunden zurückkehrt und anschließend erneut ausfällt, sollte die Infrastruktur nicht sofort wieder vollständig hochfahren und die Batterie erneut belasten.

Eine durchdachte USV-Lösung besteht deshalb aus Batterie, Überwachung und einem passenden Verhalten der angeschlossenen Systeme.

Die Batterie ist ein Verschleißteil

Eine USV steht häufig jahrelang unauffällig im Serverschrank und wird deshalb leicht vergessen.

Die Elektronik des Geräts kann lange funktionieren, die eingebauten Batterien altern jedoch und verlieren mit der Zeit einen Teil ihrer Kapazität. Eine USV, die im Neuzustand zwanzig Minuten überbrücken konnte, erreicht nach mehreren Jahren möglicherweise nur noch einen Bruchteil davon.

Besonders ungünstig ist, dass dieser Zustand im normalen Betrieb kaum auffällt. Solange kein Stromausfall eintritt, sieht die Infrastruktur vollkommen gesund aus.

Deshalb sollten Batteriezustand und Selbsttests regelmäßig kontrolliert werden. Gute Systeme melden, wenn die Batterie ersetzt werden sollte, diese Warnung muss aber tatsächlich bei jemandem ankommen, der darauf reagiert.

Genau hier zeigt sich erneut der Nutzen einer regelmäßigen IT-Betreuung statt reiner Arbeit auf Abruf. Eine Warnanzeige, die seit Monaten im Serverschrank leuchtet, wird von einer Fernwartung nur dann entdeckt, wenn die USV technisch in die Überwachung eingebunden wurde; bei einem Vor-Ort-Termin fällt sie dagegen häufig sofort auf.

Eine USV muss zur tatsächlichen Last passen

Bei der Dimensionierung sollte nicht einfach die maximale Leistung sämtlicher Netzteile addiert werden. Ein Server mit zwei 750-Watt-Netzteilen verbraucht im normalen Betrieb nicht automatisch 1.500 Watt.

Entscheidend ist die tatsächliche Leistungsaufnahme der angeschlossenen Geräte und die gewünschte Überbrückungszeit.

Gleichzeitig braucht die USV ausreichend Reserve, damit Lastspitzen nicht dazu führen, dass sie selbst abschaltet. Werden später zusätzliche Geräte angeschlossen, verändert sich die Rechnung ebenfalls.

Deshalb sollte dokumentiert sein, welche Systeme an welcher USV hängen und wie hoch die aktuelle Belastung ungefähr ist.

Viele professionelle USV-Systeme zeigen diese Werte direkt an und ermöglichen damit eine deutlich bessere Einschätzung als reine Schätzungen anhand der Typenschilder.

Für die Geschäftsführung ist die konkrete Wattzahl weniger wichtig als die Frage, ob die vorhandene USV mit der heutigen Infrastruktur noch die Laufzeit erreicht, für die sie ursprünglich vorgesehen war.

Zwei Netzteile bedeuten nicht automatisch zwei unabhängige Stromwege

Professionelle Server besitzen häufig zwei Netzteile, die einen Defekt eines einzelnen Netzteils abfangen können. Diese Redundanz wird jedoch teilweise verschenkt, wenn beide Netzteile an derselben USV oder sogar derselben Steckdosenleiste angeschlossen sind.

Fällt das gemeinsame vorgeschaltete Gerät aus, helfen die zwei Servernetzteile nicht weiter.

In anspruchsvolleren Umgebungen können deshalb getrennte Strompfade sinnvoll sein, bei denen die Netzteile eines Servers aus unterschiedlichen Quellen versorgt werden. Das kann beispielsweise über zwei USV-Systeme erfolgen.

Für ein kleines Unternehmen ist eine solche Architektur nicht zwangsläufig notwendig. Trotzdem sollte verstanden werden, welche Fehler die vorhandene Lösung tatsächlich abdeckt.

Das entspricht dem Grundsatz aus RAID, Backup und Redundanz: Eine zusätzliche Komponente verbessert nur dann die Ausfallsicherheit, wenn sie nicht weiterhin denselben gemeinsamen Fehlerpunkt besitzt.

Auch Switches und PoE-Geräte können wichtig sein

Ein moderner Managed Switch versorgt über Power over Ethernet möglicherweise WLAN-Zugangspunkte, Telefone, Kameras oder andere Geräte gleichzeitig mit Netzwerk und Strom.

Wird dieser Switch über eine USV abgesichert, bleiben damit unter Umständen zahlreiche angeschlossene Geräte ebenfalls in Betrieb.

Das kann besonders bei der Telefonie oder beim WLAN sinnvoll sein.

Dabei steigt allerdings die Leistungsaufnahme des Switches deutlich, sobald er viele PoE-Geräte versorgt. Bei der Auslegung der USV muss deshalb nicht nur der Eigenverbrauch des Switches betrachtet werden, sondern auch die über ihn bereitgestellte Leistung.

Eine sinnvolle Auswahl und Planung von Managed Switches sollte diesen Zusammenhang berücksichtigen, insbesondere wenn zentrale Netzwerkkomponenten zugleich Teile der Stromversorgung übernehmen.

Eine USV schützt nicht vor jedem Stromproblem

Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung kann kurze Stromausfälle und bestimmte Spannungsschwankungen abfangen, ist aber keine universelle Lösung für sämtliche elektrischen Risiken.

Blitzeinschläge, schwere Überspannungen oder Probleme in der Gebäudeinstallation benötigen je nach Situation weitere Schutzmaßnahmen, die mit einem Elektrofachbetrieb abgestimmt werden sollten.

Auch ein dauerhaft instabiles Stromnetz sollte nicht dadurch behandelt werden, dass eine USV ständig zwischen Netz und Batterie umschaltet, ohne die eigentliche Ursache zu untersuchen.

Die IT kann beurteilen, welche Systeme geschützt werden müssen und welche Anforderungen an Verfügbarkeit und kontrolliertes Herunterfahren bestehen. Die elektrische Installation selbst gehört dagegen in die Hände der dafür zuständigen Fachleute.

Eine gute Lösung berücksichtigt beide Seiten, anstatt die USV als Ersatz für eine vernünftige Stromversorgung zu betrachten.

Der Stromausfall sollte einmal praktisch getestet werden

Wie beim Backup gilt auch bei einer USV: Der vorhandene technische Aufbau vermittelt erst dann wirklich Sicherheit, wenn bekannt ist, dass der vorgesehene Ablauf funktioniert.

Ein kontrollierter Test kann zeigen, ob die USV tatsächlich übernimmt, wie lange die Batterie unter realer Last durchhält und ob Server bei einem längeren Ausfall sauber herunterfahren.

Dabei kann ebenfalls geprüft werden, welche Netzwerkdienste weiter verfügbar bleiben und ob nach Rückkehr der Stromversorgung ein geordneter Wiederanlauf erfolgt.

Ein solcher Test sollte geplant erfolgen und nicht darin bestehen, während der Arbeitszeit spontan den Stecker des Serverschranks zu ziehen.

Die Ergebnisse gehören anschließend in die IT-Notfalldokumentation, zumindest soweit sie für einen tatsächlichen Stromausfall relevant sind.

Eine USV sollte ein konkretes Ausfallproblem lösen

Eine USV gehört in vielen Unternehmen sinnvoll zur zentralen IT-Infrastruktur, trotzdem sollte sie nicht lediglich deshalb gekauft werden, weil „man für Server eben eine braucht“.

Für jedes angeschlossene System sollte klar sein, welches Ziel verfolgt wird.

Soll ein kurzer Stromausfall vollständig überbrückt werden? Muss ein Server kontrolliert herunterfahren können? Soll die Telefonie noch eine Stunde weiterarbeiten? Müssen Firewall und Internetrouter verfügbar bleiben, während andere Systeme bereits abgeschaltet werden?

Aus diesen Anforderungen ergeben sich Leistung, Laufzeit und Aufbau.

Für die Geschäftsführung ist dabei eine Frage besonders hilfreich: Was passiert mit unserer IT, wenn jetzt für fünf Minuten der Strom ausfällt – und was passiert, wenn er zwei Stunden wegbleibt?

Wenn für beide Situationen ein nachvollziehbarer Ablauf existiert, erfüllt die USV ihre eigentliche Aufgabe wesentlich besser als ein Gerät, das lediglich seit Jahren mit grün leuchtender Anzeige im Serverschrank steht.